關于采用高強碳素鋼絲做非預應力主筋強度取值的探討

　　由于混凝土電桿的使用彎矩越來越大，為了提高電桿的使用強度，很多設計部門在電桿設計中，以高強碳素鋼絲（執(zhí)行標準GB/T5223-2002《預應力混凝土用鋼絲》）做為非預應力主筋，作為一個加工企業(yè)，很多情況下必須按照來圖加工，而且不可變更。例如：

　　I、電氣化鐵路中使用的BYΦ350×140kN.m等徑支柱，配筋規(guī)定配置28Φ^H9+9Φ^H9;

　　2、國外來圖加工的BYΦ190×12×8kN電桿配12Φ^H9+4Φ^H11.（配4根非預應力筋不符合GB/T4623標準規(guī)定，根據(jù)配筋面積等效代換規(guī)定應改為6Φ9）

　　產(chǎn)品完成后，生產(chǎn)廠家不能保證電桿的荷載要求，實際開裂檢驗彎矩達不到計算彎矩，不能滿足出廠檢驗和型式試驗要求，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)原因主要是高強碳素鋼絲做為非預應力主筋取值問題。高強碳素鋼絲做為非預應力主筋時，其抗拉強度設計值應按規(guī)定值降低使用，為驗證高強碳素鋼絲做為普通鋼筋的強度取值，我們特制作GΦ300×9電桿1根，以12Φ^H10高強碳素鋼絲做為電桿主筋，鋼筋抗拉強度設計值f_py如按1110N/mm²取值，其計算彎矩M_k=70kN.m,荷載P=9.66kN（見計算書，抗裂驗算不合格）。

　　通過試驗發(fā)現(xiàn)，高強碳素鋼絲做普通鋼筋時，其計算抗拉強度設計值f_py同新Ⅲ級鋼的強度，僅能達到360N/mm²,以上僅通過1根電桿試驗結(jié)果，是不能做為結(jié)論依據(jù)的，本次試驗數(shù)據(jù)僅供討論參考。

Φ300×9×12Φ^H10電桿計算書

　　等徑300mm,壁厚B=50mm,主筋采用12Φ10,所在圓半徑：r_s=130mm,配筋面積A_s=942mm²,其標準強度：f_ptk=1570N/mm²,抗拉強度設計值f_y=1110N/mm²,抗壓強度設計值f_y=410N/mm²,彈性模量E_S=2.05X105N/mm²,混凝土強度等級采用C60,其軸心抗壓強度設計值f_c=27.5N/mm²,軸心抗拉強度標準值f_tk=2.85/mm²,彈性模量E_s=3.6×104N/mm²;計算電桿正截面受彎承載力和抗裂驗算。

　　一、構(gòu)件參數(shù)計算：

　　1、電桿埋深處外徑：D=300mm

　　2、電桿埋深處內(nèi)徑：d=200mm

　　3、構(gòu)件截面面積：    A=π/4（D²-d²）=39250mm²;

　　4、鋼絲與砼彈性模量之比：α_E=E_s/E_c=5.69

　　5、構(gòu)件換算截面面積：

　　A_o=A+（α_E-1）As=39250+（5.69-1）×942=43 668mm²;

　　二、承載力計算

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力學試驗結(jié)論

　　一、承載力檢驗

　　加荷至標準檢驗彎矩的140%H寸，受拉區(qū)裂縫寬度達到1.5mm,

　　即： M_u⁰<β_uM_K

　　所以：承載力檢驗彎矩不合格。

　　抗裂檢驗

　　砼電桿加荷100%開裂檢驗彎矩時：

　　裂縫寬度實測值： W_max=0.2mm

　　裂縫寬度允許值： 【W(wǎng)_max】<0.2mm

　　殘余裂縫寬度實測值： W=0.05mm

　　殘余裂縫寬度允許值： 【W(wǎng)】<0.05mm

　　所以：抗裂檢驗不合格。

　　三、撓度檢驗

　　加荷至100%開裂檢驗彎矩時：

　　因為：

　　允許撓度（α_j）=（L₁+L₃）/35=（7250+250）/35=214mm

　　所以：α⁰_s  >（α_j）

　　即：  撓度檢驗不合格

作者:河南鼎力桿塔股份有限公司 黃炳南

來源:中國混凝土與水泥制品協(xié)會電桿工作部